題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 蠶豆生長(zhǎng)及土壤酶活性對(duì)低分子量聚乙烯的響應(yīng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 生命科學(xué)
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 作品《蠶豆生長(zhǎng)及土壤酶活性對(duì)地分子量聚乙烯的響應(yīng)》以可降解薄膜的原料聚乙烯對(duì)土壤微環(huán)境的影響為主要研究方向。在模擬自然條件下，以添加聚乙烯顆粒的壤土種植蠶豆，并設(shè)定不同的分子量及添加量。以聚乙烯添加量作為影響株高、復(fù)葉數(shù)或結(jié)莢數(shù)的主要因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（ANOVA）說(shuō)明聚乙烯對(duì)蠶豆農(nóng)藝性狀的影響；以聚乙烯添加量為變量，統(tǒng)計(jì)分析土壤脲酶、過(guò)氧化物酶、蔗糖酶酶活性。
- 詳細(xì)介紹：
- 農(nóng)用地膜是以聚乙烯（PE）、聚氯乙烯等石油工業(yè)產(chǎn)品為主要原料并添加各種助劑、經(jīng)吹塑而成的薄膜。上個(gè)世紀(jì)50年代初，日本和歐美發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。地膜覆蓋不僅可提高土壤溫度、保持土壤水分還可防蟲(chóng)、防草帶來(lái)了農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)增收的質(zhì)的飛躍。因而農(nóng)用薄膜栽培技術(shù)較快地被世界各國(guó)應(yīng)用，形成蔚為壯觀的“白色工程”。但是由于過(guò)季薄膜難以回收、降解緩慢，長(zhǎng)期使用農(nóng)用地膜會(huì)造成土壤中農(nóng)膜部分降解的殘?bào)w增多，土壤板結(jié)、通透性變差、地力下降，嚴(yán)重影響作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量，更由于它的大量使用造成了前所未有的“白色污染”，給大自然帶來(lái)了嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)。為了從源頭解決農(nóng)用薄膜應(yīng)用中遺留的種種問(wèn)題，可降解膜的研制深受?chē)?guó)內(nèi)外研究者的青睞。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為三因素，即土壤質(zhì)地（3水平：壤土、砂土、黏土）、PE不同分子量（3水平：2000、5000、100000）、PE不同添加量（4水平：即根據(jù)地面覆蓋薄膜每年每公頃60Kg折合為薄膜主成分PE的量，分別按照覆蓋薄膜1年及連續(xù)覆蓋薄膜10年、50年和100年計(jì)算出的PE添加量），準(zhǔn)確稱(chēng)取PE粉末，均勻拌合在土壤中,以不添加PE且種植蠶豆的處理為對(duì)照CK，分別在蠶豆苗期、開(kāi)花期、結(jié)莢期、成熟期測(cè)量蠶豆生長(zhǎng)指標(biāo)同時(shí)采集土壤樣本。土壤風(fēng)干后過(guò)80目篩，用比色法測(cè)量土樣中幾種關(guān)鍵酶活性，重復(fù)5次。 測(cè)試的蠶豆農(nóng)藝性狀包括株高、復(fù)葉數(shù)和結(jié)莢數(shù)；測(cè)試分析的土壤酶包括與土壤氮素、碳素和土壤氧化還原能力密切相關(guān)的脲酶活性、蔗糖酶活性及過(guò)氧化物酶活性。 測(cè)試數(shù)據(jù)采用SPSS15.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用SigmaPlot軟件作圖。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 目的：通過(guò)測(cè)量土樣中幾種關(guān)鍵酶活性間接證明低分子量PE對(duì)土壤性質(zhì)以及對(duì)下一茬作物的生長(zhǎng)發(fā)育無(wú)不良影響，為可降解膜的推廣提供一定依據(jù)。設(shè)計(jì)：采用不同分子量、不同添加量PE粉末，均勻拌合在不同土壤質(zhì)地（壤土、砂土、黏土）中并種植蠶豆，以不添加PE且種植蠶豆的處理為對(duì)照，分別在蠶豆苗期、開(kāi)花期、結(jié)莢期、成熟期測(cè)量蠶豆生長(zhǎng)指標(biāo)同時(shí)采集土壤樣本。測(cè)量土樣中幾種關(guān)鍵酶活性，重復(fù)5次。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 測(cè)試的蠶豆農(nóng)藝性狀包括株高、復(fù)葉數(shù)和結(jié)莢數(shù)；測(cè)試分析的土壤酶包括與土壤氮素、碳素和土壤氧化還原能力密切相關(guān)的脲酶、蔗糖酶及過(guò)氧化物酶活性。其活性變化一定程度上反映了土壤有機(jī)質(zhì)變化情況等，可作為評(píng)價(jià)降解物對(duì)土壤微環(huán)境作用的重要指標(biāo)。酶活性的測(cè)量采用分光光度法。所獲數(shù)據(jù)資料采用SPSS 15.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以SigmaPlot軟件作圖。本研究采用不同分子量、不同添加量、三種土壤的全組合實(shí)驗(yàn)。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 作品以可降解薄膜的原料聚乙烯對(duì)土壤微環(huán)境的影響為主要研究方向。其結(jié)果顯示：聚乙烯存在的土壤體系中，三種酶活性均呈現(xiàn)升高趨勢(shì)且添加量越大對(duì)酶的激活作用越明顯；聚乙烯對(duì)蠶豆生長(zhǎng)無(wú)不良影響，添加量增加，株高和復(fù)葉數(shù)增加明顯，但結(jié)莢數(shù)的變化不明顯。這說(shuō)明，盆栽蠶豆土壤體系中，低分子量聚乙烯對(duì)土壤無(wú)不良影響，甚至可在一定程度上可改善土壤微環(huán)境。從而為環(huán)保型可降解膜的推廣奠定了較好的基礎(chǔ)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 研究與推廣環(huán)保型可降解地膜，是解決當(dāng)前農(nóng)田白色污染的重要途徑。與普通地膜比較，可降解地膜降解時(shí)間短，殘留物以分子量較低的線(xiàn)性低密度聚乙烯(LLDPE)為主。研究低分子量聚乙烯對(duì)作物生長(zhǎng)及土壤性質(zhì)的影響，對(duì)可降解地膜的推廣具有重要意義。模擬自然條件下，以添加低分子量聚乙烯（LMWPE）的壤土盆栽種植蠶豆，并設(shè)定不同的添加量。研究全生育期蠶豆的株高、復(fù)葉數(shù)、結(jié)莢數(shù)及土壤中脲酶、過(guò)氧化物酶、蔗糖酶活性對(duì)LMWPE的響應(yīng)。結(jié)果顯示：與不添加LMWPE且種植蠶豆的處理（CK1）比較，全生育期中添加LMWPE（分別按覆蓋地膜1年、10年、50年、100年折算的添加量）且種植蠶豆處理的蠶豆株高、復(fù)葉數(shù)及土壤脲酶活性、過(guò)氧化物酶活性顯著高于CK1，且隨著添加量增加，土壤酶活性及蠶豆株高和復(fù)葉數(shù)增幅愈顯著，但土壤蔗糖酶活性及蠶豆結(jié)莢數(shù)差異不顯著。本研究結(jié)果表明，LMWPE對(duì)蠶豆生長(zhǎng)及土壤酶活性無(wú)不良影響，株高、復(fù)葉數(shù)和土壤酶之間呈顯著的相關(guān)性。
獲獎(jiǎng)情況
- 2011年4月，獲四川師范大學(xué)第七屆學(xué)術(shù)科技節(jié)“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽等級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)
鑒定結(jié)果
- 結(jié)果屬實(shí)。
參考文獻(xiàn)
- [1] 王耀林等．地膜覆蓋栽培技術(shù)大全［M］．北京農(nóng)業(yè)出版社,1988: 35-41. [2] 張文群，金維續(xù)，孫昭容,等．降解膜殘片與土壤耕層水分運(yùn)動(dòng)[J]．土壤肥料,1994(3):12-15. [3] 陳明周．淺談?dòng)绊懜收峁饨到獾啬そ到獾囊蛩豙J]．甘蔗糖業(yè),2000,3:15-21. [4] 趙愛(ài)琴，李子忠，龔元石．生物降解地膜對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響及其田間降解狀況[J]．中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,10(2):74-78. [5] 關(guān)松蔭.土壤酶及其研究法. 農(nóng)業(yè)出版社,1987年 [6] 陳國(guó)符，鄔義明主編．植物纖維化學(xué)[M]．輕工業(yè)出版社,1993. [7] 盧鋼，壽森炎，汪駱平．降解膜在蔬菜作物上的應(yīng)用試驗(yàn)[J]．浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),1998,10(2):107-108. [8] 路永鑒等．影響蠶豆結(jié)莢的因素[J]．湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),1985,2:20- 23. [9] 遲仁立，左淑珍，夏平，等．不同程度壓實(shí)對(duì)土壤理化性狀及作物生育產(chǎn)量的影響[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2001,17(6):39-43.
同類(lèi)課題研究水平概述
- 農(nóng)用地膜是以聚乙烯、聚氯乙烯等石油工業(yè)產(chǎn)品為主要原料并添加各種助劑、經(jīng)吹塑而成的薄膜。地膜覆蓋是一項(xiàng)用人工方法改善農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的栽培技術(shù)。地膜覆蓋種植不僅具有增溫、節(jié)水、早熟、增產(chǎn)等作用，還能防止土壤流失，有效控制土壤鹽堿度，減少氮的淋洗，起著保苗護(hù)根，積極促進(jìn)作物生長(zhǎng)的作用。在20世紀(jì)50年代，日本和歐美國(guó)家開(kāi)始廣泛運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)，我國(guó)也在70年代將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。但是隨著地膜使用量的不斷擴(kuò)大以及連年使用，一些農(nóng)田中殘留地膜不斷累積，殘膜逐漸形成了阻隔層，破壞了農(nóng)作物生長(zhǎng)的土壤環(huán)境，造成了土壤板結(jié)、通透性變差、地力下降， 影響了農(nóng)作物根系的生長(zhǎng)發(fā)育和水肥吸收，使作物生長(zhǎng)發(fā)育受阻和產(chǎn)量嚴(yán)重減少。而大量塑料地膜殘留農(nóng)田的現(xiàn)象被形象地稱(chēng)為“白色污染”。 目前可以通過(guò)回收利用或讓其自身降解來(lái)解決這一問(wèn)題。但由于地膜較薄，回收利用很困難，而可降解地膜不僅具有與普通地膜類(lèi)似的保溫和保水效果,還具有自然降解作用。因此，發(fā)展可降解塑料地膜不失為一種經(jīng)濟(jì)有效的途徑。目前所研制的可降解薄膜一般為在聚乙烯高分子主鏈中添加光敏劑、生物敏劑或光-生物敏劑使聚乙烯膜，根據(jù)引起降解的客觀條件和機(jī)理,將可降解地膜分為光降解地膜、生物降解地膜和光/生物降解地膜。目前大多認(rèn)為這種可降解膜是使聚乙烯高分子主鏈斷裂，成為膜碎片或不同分子量的低分子量聚乙烯。而對(duì)于這些殘留物能否進(jìn)一步生物降解，最終降解程度，對(duì)土壤微環(huán)境的影響以及對(duì)下一茬作物的影響等方面還是一片空白。 1899年，Woods發(fā)表了土壤中具有過(guò)氧化物酶的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，迄今，土壤酶的研究經(jīng)過(guò)了一百多年的探索，對(duì)于土壤酶的分類(lèi)、性質(zhì)等各方面都已比較成熟。土壤酶能夠在一定程度與上反應(yīng)土壤微環(huán)境的改變以及土壤質(zhì)地的變化的觀念已被人們普遍認(rèn)可。近年來(lái)對(duì)于土壤酶的測(cè)定方法也日趨成熟。 本研究采用不同分子量、不同添加量并且以壤土、砂土、粘土三種土壤的全組合實(shí)驗(yàn)。這在目前也是少有的。
